(57)【要約】【課題】サージノイズによる誤動作を防止するためのサージ保護回路を備えるスイッチングモード電源供給装置及び電源供給装置を提供する。【解決手段】スイッチングモード電源供給装置の出力電圧の値が既定の範囲を外れる場合、既定フィードバック電圧を出力するフィードバック部と保護ピンを備え、保護ピンに印加される電圧が既定しきい電圧を超える場合、スイッチングモード電源供給装置の電源供給を遮断するパルス幅変調制御部と保護ピンに接続されるサージ保護部とを有し、サージ保護部の外部から流入するサージ電圧を遮断するサージ保護電圧は、パルス幅変調制御部の保護ピンのしきい電圧より高く設定し、サージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断し、スイッチングモード電源供給装置の出力電圧の値が既定の範囲を外れる場合、フィードバック部から出力されるフィードバック電圧からサージ保護部のサージ保護電圧を差し引いた電圧を保護ピンに印加する。【選択図】      図２
2013102677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングモード電源供給装置において、
前記スイッチングモード電源供給装置の出力電圧の値が既定の範囲を外れる場合、既定のフィードバック電圧を出力するフィードバック部と、
保護ピンを備え、該保護ピンに印加される電圧が既定のしきい電圧を超える場合、前記スイッチングモード電源供給装置の電源供給を遮断するパルス幅変調制御部と、
前記保護ピンに接続されるサージ保護部とを有し、
前記サージ保護部の外部から流入するサージ電圧を遮断するサージ保護電圧は、前記パルス幅変調制御部の保護ピンのしきい電圧より高く設定し、前記サージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断し、前記スイッチングモード電源供給装置の出力電圧の値が既定の範囲を外れる場合、前記フィードバック部から出力されるフィードバック電圧から前記サージ保護部の前記サージ保護電圧を差し引いた電圧を前記保護ピンに印加することを特徴とするスイッチングモード電源供給装置。
【請求項２】
前記サージ保護部は、前記保護ピンにアノードが接続され、前記フィードバック部にカソードが接続されるツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載のスイッチングモード電源供給装置。
【請求項３】
前記サージ保護部は、外部から流入するサージ電圧が前記サージ保護部のサージ保護電圧を超える場合、前記サージ電圧から前記サージ保護電圧を差し引いた電圧を前記保護ピンに印加することを特徴とする請求項１に記載のスイッチングモード電源供給装置。
【請求項４】
前記フィードバック電圧は、前記保護ピンのしきい電圧に、前記サージ保護部のサージ保護電圧を加えた値より高く設定されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチングモード電源供給装置。
【請求項５】
前記サージ保護部は、前記ツェナーダイオードのアノード又はカソードに一端が接続され、他端が前記保護ピン又は前記フィードバック部に接続される抵抗をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のスイッチングモード電源供給装置。
【請求項６】
前記サージ保護部は、前記ツェナーダイオードのアノード又はカソードに一端が接続され、他端が前記保護ピン又は前記フィードバック部に接続されるチップビーズインダクタをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のスイッチングモード電源供給装置。
【請求項７】
前記サージ保護部は、前記ツェナーダイオードのアノード又はカソードに一端が接続され、他端が接地されるキャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のスイッチングモード電源供給装置。
【請求項８】
前記サージ保護部は、前記ツェナーダイオードのアノード又はカソードに一端が接続され、他端が接地されるバリスタをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のスイッチングモード電源供給装置。
【請求項９】
画像形成装置において、
外部から供給された交流電源を直流電源に変換して、前記画像形成装置に供給するスイッチングモード電源供給装置を有し、
前記スイッチングモード電源供給装置は、前記スイッチングモード電源供給装置の出力電圧の値が既定の範囲を外れる場合、既定のフィードバック電圧を出力するフィードバック部と、
保護ピンを備え、該保護ピンに印加される電圧が既定のしきい電圧を超える場合、前記スイッチングモード電源供給装置の電源供給を遮断するパルス幅変調制御部と、
前記保護ピンに接続されるサージ保護部とを含み、
前記サージ保護部の外部から流入するサージ電圧を遮断するサージ保護電圧は、前記パルス幅変調制御部の保護ピンのしきい電圧より高く設定し、前記サージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断し、前記スイッチングモード電源供給装置の出力電圧の値が既定の範囲を外れる場合、前記フィードバック部から出力されるフィードバック電圧から、前記サージ保護部の前記サージ保護電圧を差し引いた電圧を前記保護ピンに印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記サージ保護部は、前記保護ピンにアノードが接続され、前記フィードバック部にカソードが接続されるツェナーダイオードを含むことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記サージ保護部は、外部から流入するサージ電圧が前記サージ保護部のサージ保護電圧を超える場合、前記サージ電圧から前記サージ保護電圧を差し引いた電圧を前記保護ピンに印加することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記フィードバック電圧は、前記保護ピンのしきい電圧に、前記サージ保護部のサージ保護電圧を加えた値より高く設定されることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記サージ保護部は、前記ツェナーダイオードのアノード又はカソードに一端が接続され、他端が前記保護ピン又は前記フィードバック部に接続される抵抗をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記サージ保護部は、前記ツェナーダイオードのアノード又はカソードに一端が接続され、他端が前記保護ピン又は前記フィードバック部に接続されるチップビーズインダクタをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記サージ保護部は、前記ツェナーダイオードのアノード又はカソードに一端が接続され、他端が接地されるキャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記サージ保護部は、前記ツェナーダイオードのアノード又はカソードに一端が接続され、他端が接地されるバリスタをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
電源供給装置において、
電源供給装置の出力電圧が既定の範囲を外れる場合、既定のフィードバック電圧を出力するフィードバック部と、
受信した電圧が既定のしきい電圧を超える場合、前記電源供給装置に供給される電源を遮断する制御部と、
前記制御部に接続されるサージ保護部とを有し、
前記サージ保護部の外部から流入するサージ電圧を遮断するサージ保護電圧は、前記既定のしきい電圧より高く設定して、前記サージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断し、前記電源供給装置の出力電圧が既定の範囲を外れる場合、前記フィードバック部から出力されるフィードバック電圧から前記サージ保護部のサージ保護電圧を差し引いた電圧を前記制御部に印加することを特徴とする電源供給装置。
【請求項１８】
電子装置において、
前記電子装置に電源を供給する電源供給装置と、
前記電源供給装置から電源を供給されて、前記電子装置の動作と関連した入力を受信し、出力メッセージをディスプレイするインターフェースとを有し、
前記電源供給装置は、電源供給装置の出力電圧が既定の範囲を外れる場合、既定のフィードバック電圧を出力するフィードバック部と、
受信した電圧が既定のしきい電圧を超える場合、前記電源供給装置に供給される電源を遮断する制御部と、
前記制御部に接続されるサージ保護部とを含み、
前記サージ保護部の外部から流入するサージ電圧を遮断するサージ保護電圧は、前記既定のしきい電圧より高く設定して、前記サージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断し、前記電源供給装置の出力電圧が既定の範囲を外れる場合、前記フィードバック部から出力されるフィードバック電圧から前記サージ保護部のサージ保護電圧を差し引いた電圧を前記制御部に印加することを特徴とする電子装置。
【請求項１９】
電子装置に電源を供給する方法において、
前記電子装置に前記電源を供給する電源供給装置の出力電圧が既定の範囲を外れる場合、既定のフィードバック電圧を出力するステップと、
前記電源供給装置の制御部が受信した電圧が既定のしきい電圧を超える場合、前記電源供給装置への電源供給を遮断するステップと、
外部から流入するサージ電圧を遮断するためのサージ保護部のサージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断するステップと、
前記電源供給装置の出力電圧が前記既定の範囲を外れる場合、前記フィードバック部から出力されるフィードバック電圧から、前記サージ保護部のサージ保護電圧を差し引いた電圧を前記制御部に印加するステップとを有し、
前記サージ保護電圧は、前記既定のしきい電圧より高く設定することを特徴とする電子装置に電源を供給する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチングモード電源供給装置に関し、特に、スイッチングモード電源供給装置の誤作動を防止するためのサージ保護回路を備えるスイッチングモード電源供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチングモード電源供給装置（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｍｏｄｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ：以下、ＳＭＰＳ）とは、交流電源をコンピュータや通信機器などの各種の電子機器で要求される直流電源に変換させて供給する装置である。
ＳＭＰＳは、リニア方式の電源供給装置に比べて小型化、高効率及び軽量化などの長所を有していて、今日広く使われている。特に、ＳＭＰＳは、プリンター、スキャナ、ファックス又は複合機のような画像形成装置に備えられて、外部から供給される交流電源を直流電源に変換して、画像形成装置の内部のメインコントローラのような部品に供給する役割を行う。
【０００３】
ＳＭＰＳの動作原理を簡単に説明すると、変圧器の一次側回路から交流電源を供給されて、整流及び平滑化工程を経て、変圧器の一次側コイルに電圧を印加すれば、変圧器の二次側コイルに誘導される電圧が二次側回路を経て出力される直流電圧が負荷に印加される。
この時、負荷に印加される二次側回路の出力電圧を調節する必要があるが、これは、ＳＭＰＳに含まれたパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）制御器が、変圧器の一次側回路に接続されたスイッチング素子に制御信号を印加して、変圧器の一次側回路に流れる電流のデューティ比を調節することによって可能である。
【０００４】
ＰＷＭ制御器は、変圧器の二次側回路の出力電圧をフィードバックされて、出力電圧が非正常的な状態、すなわち、過電圧又は過電流の状態である時は、ＳＭＰＳを停止、再起動又はリセットする方式で保護機能を行う。
具体的には、ＰＷＭ制御器の保護ピンに変圧器の二次側出力電圧をフィードバックされ、保護ピンの電圧がしきい電圧を超える場合、ＰＷＭ制御器は、異常状態を感知してＳＭＰＳを停止、再起動またはリセットする。
この時、サージノイズがＰＷＭ制御器の保護ピンに流入するとＳＭＰＳの誤動作をまねくという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５３９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来のスイッチングモード電源供給装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、サージノイズによる誤動作を防止するためのサージ保護回路を備えるスイッチングモード電源供給装置及び電源供給装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、スイッチングモード電源供給装置を備える画像形成装置、電子装置並びに電子装置に電源を供給する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明によるスイッチングモード電源供給装置は、スイッチングモード電源供給装置において、前記スイッチングモード電源供給装置の出力電圧の値が既定の範囲を外れる場合、既定のフィードバック電圧を出力するフィードバック部と、保護ピンを備え、該保護ピンに印加される電圧が既定のしきい電圧を超える場合、前記スイッチングモード電源供給装置の電源供給を遮断するパルス幅変調制御部と、前記保護ピンに接続されるサージ保護部とを有し、前記サージ保護部の外部から流入するサージ電圧を遮断するサージ保護電圧は、前記パルス幅変調制御部の保護ピンのしきい電圧より高く設定し、前記サージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断し、前記スイッチングモード電源供給装置の出力電圧の値が既定の範囲を外れる場合、前記フィードバック部から出力されるフィードバック電圧から前記サージ保護部の前記サージ保護電圧を差し引いた電圧を前記保護ピンに印加することを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明による画像形成装置は、画像形成装置において、外部から供給された交流電源を直流電源に変換して、前記画像形成装置に供給するスイッチングモード電源供給装置を有し、前記スイッチングモード電源供給装置は、前記スイッチングモード電源供給装置の出力電圧の値が既定の範囲を外れる場合、既定のフィードバック電圧を出力するフィードバック部と、保護ピンを備え、該保護ピンに印加される電圧が既定のしきい電圧を超える場合、前記スイッチングモード電源供給装置の電源供給を遮断するパルス幅変調制御部と、前記保護ピンに接続されるサージ保護部とを含み、前記サージ保護部の外部から流入するサージ電圧を遮断するサージ保護電圧は、前記パルス幅変調制御部の保護ピンのしきい電圧より高く設定し、前記サージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断し、前記スイッチングモード電源供給装置の出力電圧の値が既定の範囲を外れる場合、前記フィードバック部から出力されるフィードバック電圧から、前記サージ保護部の前記サージ保護電圧を差し引いた電圧を前記保護ピンに印加することを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明による電源供給装置は、電源供給装置において、電源供給装置の出力電圧が既定の範囲を外れる場合、既定のフィードバック電圧を出力するフィードバック部と、受信した電圧が既定のしきい電圧を超える場合、前記電源供給装置に供給される電源を遮断する制御部と、前記制御部に接続されるサージ保護部とを有し、前記サージ保護部の外部から流入するサージ電圧を遮断するサージ保護電圧は、前記既定のしきい電圧より高く設定して、前記サージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断し、前記電源供給装置の出力電圧が既定の範囲を外れる場合、前記フィードバック部から出力されるフィードバック電圧から前記サージ保護部のサージ保護電圧を差し引いた電圧を前記制御部に印加することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明による電子装置は、電子装置において、前記電子装置に電源を供給する電源供給装置と、前記電源供給装置から電源を供給されて、前記電子装置の動作と関連した入力を受信し、出力メッセージをディスプレイするインターフェースとを有し、前記電源供給装置は、電源供給装置の出力電圧が既定の範囲を外れる場合、既定のフィードバック電圧を出力するフィードバック部と、受信した電圧が既定のしきい電圧を超える場合、前記電源供給装置に供給される電源を遮断する制御部と、前記制御部に接続されるサージ保護部とを含み、前記サージ保護部の外部から流入するサージ電圧を遮断するサージ保護電圧は、前記既定のしきい電圧より高く設定して、前記サージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断し、前記電源供給装置の出力電圧が既定の範囲を外れる場合、前記フィードバック部から出力されるフィードバック電圧から前記サージ保護部のサージ保護電圧を差し引いた電圧を前記制御部に印加することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するためになされた本発明による電子装置に電源を供給する方法は、電子装置に電源を供給する方法において、前記電子装置に前記電源を供給する電源供給装置の出力電圧が既定の範囲を外れる場合、既定のフィードバック電圧を出力するステップと、前記電源供給装置の制御部が受信した電圧が既定のしきい電圧を超える場合、前記電源供給装置への電源供給を遮断するステップと、外部から流入するサージ電圧を遮断するためのサージ保護部のサージ保護電圧より低い外部サージ電圧は遮断するステップと、前記電源供給装置の出力電圧が前記既定の範囲を外れる場合、前記フィードバック部から出力されるフィードバック電圧から、前記サージ保護部のサージ保護電圧を差し引いた電圧を前記制御部に印加するステップとを有し、前記サージ保護電圧は、前記既定のしきい電圧より高く設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るスイッチングモード電源供給装置、画像形成装置、電源供給装置、及び電子装置並びに電子装置に電源を供給する方法によれば、ＰＷＭ制御器の保護ピンにツェナーダイオードを逆方向直列に接続して、サージノイズがＰＷＭ制御器の保護ピンに流入されることを防止することで、ＳＭＰＳの誤動作を防止できるという効果がある。
【００１３】
また、ツェナーダイオードに抵抗又はビーズインダクタを直列に接続することで、ピーク性電流をダンピングするか、またはサージノイズを瞬間抑制するという効果を有する。  また、ツェナーダイオードにキャパシタ又はバリスタを並列に接続することで、サージノイズを鈍感にしてさらに効果的にＳＭＰＳの誤動作を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
【図５】本発明の第４の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
【図６】本発明の第５の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
【図７】本発明の第６の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
【図８】本発明の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳを備えた画像形成装置を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳを備えた電子装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明に係るスイッチングモード電源供給装置、画像形成装置、電源供給装置、及び電子装置並びに電子装置に電源を供給する方法を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１６】
本実施形態の特徴をより明確に説明するために、当業者に広く知られている事項については詳細な説明は省略する。
【００１７】
本発明の実施形態によるサージ保護回路を備えるスイッチングモード電源供給装置（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｍｏｄｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ：  ＳＭＰＳ）を説明するに先立って、従来のサージ保護回路を備えるＳＭＰＳについて説明する。
【００１８】
図１は、従来のサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
図１を参照すると、従来のＳＭＰＳは、電源供給部１０、一次整流部２０、スイッチング部３０、変圧器４０、二次整流部５０、電圧出力部６０、フィードバック部７０、補助巻線部９０、及びパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）制御器１００を備える。
【００１９】
電源供給部１０は、一定の交流電源を供給する構成であって、家庭で一般的に使われる常用の交流電源を供給する構成などがこれに該当する。
電源供給部１０から供給された交流電源は、変圧器４０の一次側回路に備えられた一次整流部２０を通過して整流及び平滑化されて、変圧器４０の一次電圧Ｖ１に印加される。
【００２０】
一次整流部２０は、四つのダイオード（Ｄ１〜Ｄ４）で構成されたダイオードブリッジ及びキャパシタＣ１を備え、ダイオードブリッジが交流電源を全波整流し、キャパシタＣ１がそれを平滑化して、一次電圧Ｖ１を生成する。
この時、図１に示す一次整流部２０の構成は、例示的なものであって、これに限定されず、整流及び平滑化機能を行ういかなる形態の回路にも代替可能である。
【００２１】
ＰＷＭ制御器１００は、変圧器４０の第１巻線Ｌ１及び第２巻線Ｌ２と誘導結合された補助巻線Ｌ３を備える補助巻線部９０から電源を供給されて駆動する。
補助巻線Ｌ３側の電圧Ｖ３が、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ６及びキャパシタＣ３を備える補助巻線部９０を通過して生成された直流電圧は、ＰＷＭ制御器１００の電源ピン１１０に入力される。
【００２２】
ＰＷＭ制御器１００の具体的な動作内容を説明すると、ＰＷＭ制御器１００は、ＰＷＭ制御を通じて、制御ピン１２０からスイッチング部３０のスイッチＳに制御信号を印加して、スイッチＳのオン・オフデューティ比を調節することで、変圧器４０の二次側に二次電圧Ｖ２を誘導し、誘導された二次電圧Ｖ２は、ダイオードＤ５及びキャパシタＣ２で構成された二次整流部５０を通過して、電圧出力部６０に接続された負荷に出力電圧Ｖｏｕｔとして印加する。
【００２３】
また、ＰＷＭ制御器１００は、出力電圧Ｖｏｕｔが急に上昇するような異常状態が発生する場合、電源供給を遮断する保護機能を提供できる。
このために、ＰＷＭ制御器１００は、出力電圧Ｖｏｕｔが異常状態である場合、保護ピン１３０に一定の電圧をフィードバックし、保護ピン１３０に入力される電圧から異常状態を感知すれば、ＰＷＭ制御器１００は、ＳＭＰＳを停止、再起動又はリセットすることによって、電源供給を遮断する。
【００２４】
具体的には、電圧出力部６０での出力電圧Ｖｏｕｔにより、抵抗Ｒ２及びオプトカプラ（ｏｐｔｏ−ｃｏｕｐｌｅｒ）の発光ダイオード７４に電流が流れれば、発光ダイオード７４は、光を発生させ、オプトカプラのフォトトランジスタ７２は、発光ダイオード７４が発生した光を受信して、電流を通過させる。
具体的には、出力電圧Ｖｏｕｔが過電圧のような異常状態である場合、オプトカプラのフォトトランジスタ７２は、発光ダイオード７４で発生した光を受信して、両端間の電流を通過させるので、この時、ＰＷＭ制御器１００の保護ピン１３０には、補助巻線にかかる電圧Ｖ３に、Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）を乗じた値の電圧が印加される。（Ｒ１及びＤ６による電圧降下は、Ｖ３のサイズに比べて非常に小さいので、無視してもよい。）
【００２５】
ＰＷＭ制御器１００は、保護ピン１３０に印加される電圧が既定のしきい電圧を超える場合、ＳＭＰＳを停止又はリセットする保護モードを行う。
したがって、出力電圧Ｖｏｕｔが異常状態である場合、フォトトランジスタ７２が導通して、ＰＷＭ制御器１００の保護ピン１３０に印加される電圧が保護ピン１３０のしきい電圧を超えるように、Ｒ３及びＲ４の抵抗値を設定することで、異常状態時に保護モードを動作させる。
図１では、オプトカプラを構成する発光ダイオード７４及びフォトトランジスタ７２が互いに相当距離ほど離れているのように示しているが、両方は互いに隣接して位置して、オプトカプラ素子を構成することが一般的である。
【００２６】
一方、出力電圧Ｖｏｕｔは、正常状態ではフォトトランジスタ７２は導通されないが、落雷などの原因によって、外部からノイズ性のサージ電圧がＰＷＭ制御器１００の保護ピン１３０に印加される場合、ＰＷＭ制御器１００は、それを異常状態であると間違って判断して、保護モードを行うという問題点がある。
したがって、かかる問題を防止するために、図１では、ＰＷＭ制御器１００の保護ピン１３０にツェナーダイオード１を並列に接続することで、クランピングの役割を行う。
【００２７】
しかし、このように、ツェナーダイオード１を並列に接続する場合、ツェナーダイオード１のクランピング反応速度によって、システム誤動作であるか否かが決定されるので、ツェナーダイオード１のベンダー別の誤差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）によって、反応速度の差が発生して、一定のツェナークランピング性能を維持しがたいという問題点がある。
また、サージ電圧の流入時に、ツェナーダイオード１の降伏電圧以上で瞬間的に保護ピン１３０から接地に電流が流れる時、保護ピン１３０と接地とが一時的にショート状態となって、システムの誤動作の恐れがあり、パターンに誘起されるノイズ性のサージ電圧に対しては効果が大きくないという問題点がある。
【００２８】
また、最近では、ＰＷＭ制御器１００の保護ピン１３０のしきい電圧が低くなっているが（例えば、＞１．８５Ｖ）、一般的なツェナーダイオードの最小降伏電圧が１Ｗを基準として３．３Ｖであり、５Ｗを基準として約２．４Ｖであるので、２Ｖ以下の安定した電源を供給せねばならない状況であれば、図１のように、ツェナーダイオード１を並列に接続して、サージ電圧による誤動作を防止するのに限界がある。
【００２９】
図２は、本発明の第１の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
図２を参照すると、他の構成は、図１に示す従来のＳＭＰＳと同一であるが、ＰＷＭ制御器１００の保護ピン１３０にツェナーダイオード８１を並列に接続する代わりに、逆方向直列に連結してサージ保護部８０を構成するということが分かる。
すなわち、ツェナーダイオード８１のアノードは、ＰＷＭ制御器１００の保護ピン１３０に接続され、ツェナーダイオード８１のカソードは、フィードバック部７０の二つの抵抗Ｒ３、Ｒ４の連結点に接続される。
【００３０】
以下、発明の構成をより明確に説明するために、一部において具体的な電圧値などの数値を例として挙げて説明する。
ただし、本実施形態において、例として挙げた数値は、必要及び目的によって変更可能な値であって、本願の権利範囲は、これに限定されない。
【００３１】
まず、ＰＷＭ制御器１００の保護ピン１３０のしきい電圧は、１．８５Ｖであり、ツェナーダイオード８１の降伏電圧は、１２Ｖとする。
すなわち、ツェナーダイオード８１のカソードに１３．８５Ｖ以上の電圧がかかれば、１．８５Ｖ以上の電圧が保護ピン１３０に印加されるので、保護モードを動作する。
一方、正常状態のＳＭＰＳの出力電圧Ｖｏｕｔを２４Ｖとすれば、５％以上の差が発生する場合、すなわち、出力電圧Ｖｏｕｔの値が２５．２Ｖを超える場合を異常状態として規定する。そして、補助巻線にかかる電圧Ｖ３は、２２Ｖとする。
【００３２】
もし、出力電圧Ｖｏｕｔが２５．２Ｖ以上となれば、フィードバック部７０のフォトダイオード７２は導通して、ツェナーダイオード８１のカソードには、２２Ｖ×（Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４））の電圧が印加される。
Ｒ３及びＲ４の値を調節して、ツェナーダイオード８１のカソードにかかる電圧を１４Ｖにすれば、保護ピン１３０には２Ｖの電圧がかかって、しきい電圧を超えるので、ＰＷＭ制御器１００は、保護モードを動作する。
【００３３】
しかし、出力電圧Ｖｏｕｔが２５．２Ｖを超えずに正常状態であれば、フィードバック部７０によっては、ツェナーダイオード８１のカソードに電圧が印加されない。
したがって、この場合、外部から流入するサージ電圧があるとしても、ツェナーダイオード８１の降伏電圧である１２Ｖ以下のサージ電圧は遮断され、１２Ｖ超過のサージ電圧が流入するとしても、降伏電圧である１２Ｖほど電圧が降下されて、保護ピン１３０に印加されるので、サージ電圧によって所望しない状況でＰＷＭ制御器１００が保護モードで動作することを防止できる。
この時、サージ保護部８０が遮断可能なサージ電圧のサイズをサージ保護電圧といえる。
すなわち、図２に示す実施形態において、サージ保護電圧は、サージ保護部８０に含まれたツェナーダイオード８１の降伏電圧となる。
【００３４】
図２に示す実施形態のＳＭＰＳは、フライバックコンバータ（ｆｌｙ−ｂａｃｋ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）に基づいて示したが、本発明は、これに限定されず、他の多様な方式のコンバータを使用できる。
また、図２に示す一次整流部２０、スイッチング部３０、二次整流部５０、フィードバック部７０及び補助巻線部９０などの具体的な回路構成は、例示的なものであって、これに限定されず、同じ機能を行う他の構造の回路に変更されてもよい。
【００３５】
図３は、本発明の第２の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
図３の第２の実施形態によるＳＭＰＳを、図２に示す第１の実施形態によるＳＭＰＳと比較すると、サージ保護部８０を除いた他の構成は同じであり、サージ保護部８０の構成のみが異なる。
具体的には、サージ保護部８０は、ツェナーダイオード８１以外に、ツェナーダイオード８１のカソードに接続された抵抗８２をさらに含む。
【００３６】
ツェナーダイオード８１のカソードに接続された抵抗８２は、ツェナーダイオードに流れるピーク性電流を制限するダンピング抵抗の役割を行う。
したがって、サージ保護部８０は、ツェナーダイオード８１に抵抗８２をさらに含むことで、ツェナーダイオード８１のみを含む場合より、さらに効果的にサージノイズに対処して、ＳＭＰＳが安定して動作可能にする。図３では、抵抗８２がツェナーダイオード８１のカソードに接続されたものと示したが、アノード又はカソードのうちいずれかに接続されてもよい。
【００３７】
図４は、本発明の第３の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
図４の第３の実施形態によるＳＭＰＳを、図２に示す第１の実施形態によるＳＭＰＳと比較すると、サージ保護部８０を除いた他の構成は同じであり、サージ保護部８０の構成のみが異なる。
具体的には、サージ保護部８０は、ツェナーダイオード８１以外に、ツェナーダイオード８１のアノードに接続されたチップビーズインダクタ（フェライトビーズインダクタ）８３をさらに含む。
【００３８】
ツェナーダイオード８１のアノードに接続されたチップビーズインダクタ８３は、ツェナーダイオード８１を経て入るサージノイズを瞬間的に抑制する役割を行う。したがって、サージ保護部８０は、ツェナーダイオード８１にチップビーズインダクタ８３をさらに含むことで、ツェナーダイオード８１のみを含む場合より、さらに効果的にサージノイズに対処して、ＳＭＰＳが安定して動作可能にする。図４では、チップビーズインダクタ８３がツェナーダイオード８１のアノードに接続されたものと示したが、アノード又はカソードのうちいずれかに連結されてもよい。
【００３９】
図５は、本発明の第４の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
図５の第４の実施形態によるＳＭＰＳを、図２に示す第１の実施形態によるＳＭＰＳと比較すると、サージ保護部８０を除いた他の構成は同じであり、サージ保護部８０の構成のみが異なる。
具体的には、サージ保護部８０は、ツェナーダイオード８１以外に、ツェナーダイオード８１のカソードと接地との間に接続されたキャパシタ８４をさらに含む。
【００４０】
ツェナーダイオード８１のカソードと接地との間に接続されたキャパシタ８４は、サージノイズを一部吸収して鈍感にする役割を行う。したがって、サージ保護部８０は、ツェナーダイオード８１にキャパシタ８４をさらに含むことで、ツェナーダイオード８１のみを含む場合より、さらに効果的にサージノイズに対処して、ＳＭＰＳが安定して動作可能にする。図５では、キャパシタ８４がツェナーダイオード８１のカソードと接地との間に接続されたものと示したが、アノード又はカソードのうちいずれか一つと接地との間に接続されてもよい。
【００４１】
図６は、本発明の第５の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
図６の第５の実施形態によるＳＭＰＳを、図２に示す第１の実施形態によるＳＭＰＳと比較すると、サージ保護部８０を除いた他の構成は同じであり、サージ保護部８０の構成のみが異なる。
具体的には、サージ保護部８０は、ツェナーダイオード８１以外に、ツェナーダイオード８１のカソードと接地との間に接続されたバリスタ８５をさらに含む。
【００４２】
ここで、バリスタとは、可変抵抗を意味し、抵抗値が両端の電圧によって変化する特性を有する素子をいう。ツェナーダイオード８１のカソードと接地との間に接続されたバリスタ８５は、サージノイズをクランピングして鈍感にする役割を行う。したがって、サージ保護部８０は、ツェナーダイオード８１にバリスタ８５をさらに含むことで、ツェナーダイオード８１のみを含む場合より、さらに効果的にサージノイズに対処して、ＳＭＰＳが安定して動作可能にする。
図６では、バリスタ８５がツェナーダイオード８１のカソードと接地との間に接続されたものと示したが、アノード又はカソードのうちいずれか一つと接地との間に接続されてもよい。
【００４３】
図７は、本発明の第６の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳの回路図である。
図７の第６の実施形態によるＳＭＰＳを、図２に示す第１の実施形態によるＳＭＰＳと比較すると、サージ保護部８０を除いた他の構成は同じであり、サージ保護部８０の構成のみが異なる。
具体的には、サージ保護部８０は、ツェナーダイオード８１以外に、抵抗８２、チップビーズインダクタ８３、キャパシタ８４、及びバリスタ８５をさらに含む。
【００４４】
第２〜第５実施形態で説明したように、サージ保護部８０において、ツェナーダイオード８１以外にさらに含む構成は、それぞれ一つずつ追加される時も効果があるが、図７に示すように共に追加される時にさらに良好な効果をもたらす。
また、図７では、抵抗８２、チップビーズインダクタ８３、キャパシタ８４、及びバリスタ８５をいずれも含む実施形態を示したが、状況によって、これらのうち二つ以上の組み合わせを含んでもよく、接続位置をアノードからカソードに、又はカソードからアノードに変更することも可能である。
【００４５】
図８は、本発明の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳを備えた画像形成装置を示すブロック図である。
図８を参照すると、画像形成装置２００は、電源供給部２１０、プロセッサ２２０、印刷部２３０、インターフェース部２４０、及び保存部２５０を備える。
この時、電源供給部２１０は、図２〜図７に示すサージ保護回路を備えるＳＭＰＳである。
【００４６】
画像形成装置２００は、外部デバイスから入力されるデジタル信号によって画像データを伝送するか、又は印刷媒体上に印刷する装置である。
画像形成装置２００は、プリンタ又は複合機である。
デジタル信号を入力する外部デバイスは、例えば、個人用コンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバー、タブレットコンピュータ、携帯電話、ポータブルメディアプレーヤなどのように、画像形成装置２００に印刷データを提供するホストデバイスである。
ホストデバイスは、画像形成装置２００に連結可能であり、プリントドライバが印刷作業を行わせるデバイスである。
【００４７】
電源供給部２１０は、画像形成装置２００を動作させるために必要な電源を供給する。
詳しくは、電源供給部２１０は、画像形成装置２００のプロセッサ２２０、印刷部２３０、インターフェース部２４０、及び保存部２５０のうち少なくとも一つに電源を供給する。
プロセッサ２２０は、画像形成装置２００の動作を制御する。
詳しくは、プロセッサ２２０は、電源供給部２１０から電源を供給されて、印刷部２３０、インターフェース部２４０及び保存部２５０のうち少なくとも一つを制御して、外部のホストデバイスから受信した要請による印刷作業を行う。
プロセッサ２２０は、制御器、集積回路、プログラミング可能な論理回路などである。
【００４８】
インターフェース部２４０は、キーボード、キーパッド、タッチスクリーン、又はマウスを含む。
インターフェース部２４０は、無線又は有線で接続されて、他のデバイスから通信信号を受信する通信インターフェースを含む。
インターフェース部２４０は、画像形成装置の一つ以上の動作を選択する入力をユーザーから受ける。インターフェース部２４０は、ホストデバイスから画像データを送受信し、ユーザーから入力を受信することも可能である。
インターフェース部２４０は、無線又は有線の通信リンクを通じて、ホストデバイスに接続される。ホストデバイスにおいて、印刷オプションが選択され、選択された印刷オプションは、インターフェース部２４０を通じてプロセッサ２２０へ伝送される。
【００４９】
プロセッサ２２０は、印刷動作の実行のために印刷部２３０を制御する。
保存部２５０は、インターフェース部２４０を通じて受信した画像データを保存する。
保存部２５０は、ハードディスクドライブ、メモリ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの、プロセッサ２２０により実行可能なプログラムを保存する構成である。
印刷部２３０は、保存部２５０に保存されたか、又はインターフェース部２４０を通じて受信された画像データを、プロセッサ２２０から受信した動作制御信号によって印刷する。
【００５０】
図９は、本発明の実施形態によるサージ保護回路を備えるＳＭＰＳを備えた電子装置を示すブロック図である。
電子装置３００は、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ポータブルメディアプレーヤ、メディアサーバー、セットトップボックスなどである。
【００５１】
図９を参照すると、電子装置３００は、電源供給部３１０、プロセッサ３２０、インターフェース部３３０、及び保存部３４０を備え、それらの構成は、それぞれ図８の電源供給部２１０、プロセッサ２２０、インターフェース部２４０、及び保存部２５０に対応する。
【００５２】
電源供給部３１０は、電子装置３００を動作させるために必要な電源を供給する。
詳しくは、電源供給部３１０は、電子装置３００のプロセッサ３２０、インターフェース部３３０及び保存部３４０のうち少なくとも一つに電源を供給する。
プロセッサ３２０は、制御器、集積回路、プログラミング可能な論理回路などである。
プロセッサ３２０は、保存部３４０に書き込み／読み取り動作を制御し、インターフェース部３３０でのディスプレイ動作を制御する。
【００５３】
インターフェース部３３０は、キーボード、キーパッド、タッチスクリーン、又はマウスを含む。
インターフェース部３３０は、無線又は有線で接続されて、他のデバイスから通信信号を受信する通信インターフェースを含む。インターフェース部３３０は、電子装置３００の一つ以上の動作を選択する入力をユーザーから受ける。
保存部３４０は、ハードディスクドライブ、メモリ、フラッシュメモリ、ＲＡＭなどの、プロセッサ２２０により実行可能なプログラムを保存する構成である。
【００５４】
上記実施形態の効果を立証するために、次のような実験を行った。
電源線を通じて入る形態のノーマルモードノイズと、接地線を通じて入る形態のコモンモードノイズとを、次のようにそれぞれのテスト回路に印加して、シャットダウンが発生するか否かを観察した。
３ｋＶのノーマルモードノイズを４０回、４ｋＶ、６ｋＶ及び６．６ｋＶのコモンモードノイズをそれぞれ８０回印加して、実験を行った。
【００５５】
本テストに使われたＰＷＭ制御器は、ＳＴマイクロエレクトロニクス社製のＬ６５９９Ａ共振ＰＷＭ制御器であり、当該制御器の８番ピンが本発明の実施形態の保護ピンに該当して、該ピンにしきい電圧である１．８５Ｖ以上の電圧が印加されれば、ＰＷＭ制御器がシャットダウンされる。
【００５６】
本実験において、テスト１に使われた回路は、図２に示す回路と同じであり、テスト２に使われた回路は、図２に示す回路に、ツェナーダイオード８１のアノードにはチップビーズインダクタを、カソードには抵抗をさらに含む回路である。
そして、テスト３に使われた回路は、図７に示す回路からキャパシタ８４を除外した回路である。
【００５７】
実験結果は、以下の表１に示した。表に記載された数値は、（シャットダウンが発生した回数）／（全体のノイズ印加回数）を意味する。
【表１】
2013102677.tif 000003
【００５８】
上記実験結果を見れば、ノーマルモードノイズの印加の場合、サージ保護回路を備えないとしても、シャットダウンが発生せずに安定して動作するが、４ｋＶのコモンモードノイズの印加時、シャットダウン発生の割合が８０％以上であるので、非常に不安定であった。
したがって、６ｋＶ及び６．６ｋＶのノイズに対しては、サージ保護回路を備えない回路に対して実験を進めなかった。
【００５９】
そして、サージ保護回路を備える回路にノイズを印加したテスト１〜３を見れば、６ｋＶのコモンモードノイズまでは、シャットダウンの発生なしに安定した動作を見せたが、６．６ｋＶのコモンモードノイズを印加したところ、テスト１の場合に１０％の割合でシャットダウンが発生し、テスト２の場合に５％の割合でシャットダウンが発生した。
しかし、テスト３の場合、６．６ｋＶのノイズ印加時にも安定して動作することを確認できる。
【００６０】
一方、図２〜図７に示す本発明の第１〜第６の実施形態によるＳＭＰＳを画像形成装置に適用して、画像形成装置内の直流電源が必要な部分に電源を供給することで、画像形成装置がサージノイズに対して、より安定して動作可能にする。
【００６１】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、スイッチングモード電源供給装置を有する画像形成装置などの電子装置に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００６３】
１０    電源供給部
２０    一次整流部
３０    スイッチング部
４０    変圧器
５０    二次整流部
６０    電圧出力部
７０    フィードバック部
７２    フォトトランジスタ
７４    発光ダイオード
８０    サージ保護部
８１    ツェナーダイオード
８２    抵抗
８３    チップビーズインダクタ
８４    キャパシタ
８５    バリスタ
９０    補助巻線部
１００    ＰＷＭ制御器
１１０    電源ピン
１２０    制御ピン
１３０    保護ピン
【図１】
2013102677.tif 000004
【図２】
2013102677.tif 000005
【図３】
2013102677.tif 000006
【図４】
2013102677.tif 000007
【図５】
2013102677.tif 000008
【図６】
2013102677.tif 000009
【図７】
2013102677.tif 000010
【図８】
2013102677.tif 000011
【図９】
2013102677.tif 000012